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商環

この節では、可換環に逆元をつけ加えてどれぐらい体に近く出来るかを考える。

R を可換環 S を乗法的部分集合とする。

に次のような関係を定義する。

すると、これは同値関係になる。 を含む同値類を で表し、同値類全体を で表す。 に加法と、乗法を次のように定義する。

加法:
乗法:
これらの和・積は、 の表し方によらず、一意的に定まり、可換環になる。これをRS による商環 (quotient ring) という。

  1. であり、 ならば、 である。
  2. S が零因子を含まないときは、
  3. を自然な準同型という。
    :単射 S は、零因子を含まない。

体は、 がただ一つの極大イデアルであるから、局所環である。

R を局所環、M をその極大イデアルとする。IR とは異なるイデアルとすると、Zorn の補題を用いることにより、I を含む極大イデアルが一つ存在する。R は、局所環であるから であることが分かる。すなわち、M は、R の真のイデアルをすべて含む。

 

MR のただ一つの極大イデアルとする。 だから、 すなわち、。ここで、 とすると、 だから、。よって、。従って、 であり、これはイデアルである。

J なる R のイデアル、 とする。このとき、 だから、。よって IR のただ一つの極大イデアルである。

は、 のイデアルである。

とすると、 だから、。同様に、 の時、。従って、 のイデアルである。

.

() ならば、 だから、明らか。

() とすると、 となる が存在する。従って、 を満たす が存在する。これより、 だから、仮定より を得る。

(`' であること。) とすると、 だから、。すなわち、

(`' であること。) だから、 とすると、 であり、かつ、 となる、 が存在する。これより、ある により、 となるが、この式の右辺は、P に属さず、左辺は、P に属することになり矛盾。従って、。これより、 を得る。



Hiroshi Suzuki
1999年09月30日 21時04分33秒